DE102021002293A1 - Substrate carrier with centering function - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Substratträger zur Aufnahme und zum Transport eines Substrats, eine Wechselstation mit einem solchen Substratträger und ein Verfahren zum Behandeln eines Substrats.The present invention relates to a substrate carrier for receiving and transporting a substrate, a changing station with such a substrate carrier and a method for treating a substrate.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Substratträger zur Aufnahme und zum Transport eines Substrats, eine Wechselstation mit einem solchen Substratträger sowie ein Verfahren zum Behandeln eines Substrats.The present invention relates to a substrate carrier for receiving and transporting a substrate, a changing station with such a substrate carrier, and a method for treating a substrate.
In unterschiedlichsten industriellen Prozessen werden Substrate, wie zum Beispiel Glasplatten, Wafer etc. auf unterschiedlichste Art und Weise behandelt, beispielsweise beschichtet. Um die Substrate dabei zu unterschiedlichen Prozessstationen zu bewegen, werden in der Regel Substratträger (sogenannte „carrier“) zur Aufnahme und zum Transport eines Substrats (oder auch mehrerer Substrate) verwendet. Bei manchen Prozessen wie zum Beispiel dem Beschichten kann es dabei entscheidend sein, dass die Ausrichtung des Substrats bezogen auf den Substratträger klar definiert und präzise beibehalten wird. Problematisch können hierbei einerseits etwaige Toleranzen der Substrate sein oder aber Probleme beim Heizen während eines bestimmten Prozessschrittes, wenn sich Substratträger und Substrat unterschiedlich stark ausdehnen.In a wide variety of industrial processes, substrates such as glass plates, wafers, etc. are treated in a wide variety of ways, for example coated. In order to move the substrates to different process stations, substrate carriers (so-called “carriers”) are generally used for receiving and transporting a substrate (or several substrates). In some processes, such as coating, it can be crucial that the orientation of the substrate in relation to the substrate carrier is clearly defined and precisely maintained. On the one hand, possible tolerances of the substrates can be problematic, or problems with heating during a certain process step when the substrate carrier and substrate expand to different extents.
Daher wurden im Stand der Technik bereits verschiedene Vorrichtungen zum Zentrieren eines Substrats in einem Substratträger beschrieben, vgl. beispielsweise
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen diesbezüglich verbesserten Substratträger zur Aufnahme und zum Transport eines Substrats bereitzustellen. Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Substratträger gemäß Anspruch 1.It is therefore an object of the present invention to provide a substrate carrier which is improved in this regard for receiving and transporting a substrate. This object is achieved by a substrate carrier according to
Der erfindungsgemäße Substratträger weist eine Zentriervorrichtung auf, die dazu geeignet ist, das Substrat entlang einer ersten Achse zu zentrieren, wobei die Zentriervorrichtung zwei einander gegenüberliegende, nach innen vorgespannte Federn aufweist. Durch das Vorsehen zweier gegenüberliegender Federn ist eine symmetrische Zentrierung möglich, die eine Zentrierung des Substrats im Hinblick auf den Substratträger auch bei unterschiedlichen Temperaturen und unterschiedlichen Ausdehnungseigenschaften von Substratträger und Substrat sicherstellt. Ferner ermöglichen die nach innen vorgespannten Federn eine definierte, vom Gewicht des Substrats unabhängige Zentrierkraft.The substrate carrier according to the invention has a centering device which is suitable for centering the substrate along a first axis, the centering device having two opposite springs which are prestressed inwards. The provision of two opposing springs enables symmetrical centering, which ensures centering of the substrate with respect to the substrate carrier even at different temperatures and different expansion properties of substrate carrier and substrate. Furthermore, the inwardly prestressed springs enable a defined centering force that is independent of the weight of the substrate.
Der erfindungsgemäße Substratträger ist zur Aufnahme und zum Transport beliebiger Substrate geeignet. Besonders bevorzugt sind jedoch großflächige Glassubstrate mit einer Fläche von mindestens 1 m2 und einer Dicke von bevorzugt weniger als 5 mm und besonders bevorzugt weniger als 3 mm.The substrate carrier according to the invention is suitable for receiving and transporting any substrates. However, large-area glass substrates with an area of at least 1 m 2 and a thickness of preferably less than 5 mm and particularly preferably less than 3 mm are particularly preferred.
Der erfindungsgemäße Substratträger ist nicht auf die Zentrierung eines einzelnen Substrates in einem Substratträger beschränkt. Ein Substratträge kann für die Aufnahme mehrerer Substrate geeignet sein und weist dann mehrere der beschriebenen Zentriervorrichtungen und/oder Verschlussvorrichtungen auf.The substrate carrier according to the invention is not limited to the centering of an individual substrate in a substrate carrier. A substrate carrier can be suitable for accommodating a plurality of substrates and then has a plurality of the centering devices and/or closure devices described.
Im Hinblick auf die symmetrische Kraftwirkung sind die zwei einander gegenüberliegenden, nach innen vorgespannten Federn bevorzugt auf einer Geraden angeordnet, die zur ersten Achse parallel verläuft. Die erste Achse ist wiederum bevorzugt parallel zu einer Seitenkante eines in den Substratträger aufgenommenen Substrats und bevorzugt im Wesentlichen horizontal ausgerichtet.With regard to the symmetrical effect of the force, the two opposing, inwardly pretensioned springs are preferably arranged on a straight line which runs parallel to the first axis. The first axis is in turn preferably aligned parallel to a side edge of a substrate accommodated in the substrate carrier and preferably essentially horizontally.
Für die Zentriervorrichtung können im Prinzip beliebige Federn verwendet werden, wobei bevorzugt die zwei Federn, die einander gegenüberliegen, dieselbe Federsteifigkeit aufweisen. Die Federn weisen bevorzugt einen Kontaktbereich auf, der dazu vorgesehen ist, mit dem Substrat in Kontakt zu treten, wobei der Kontaktbereich einen Krümmungsradius von mindestens 5 mm, bevorzugt mindestens 10 mm und besonders bevorzugt mindestens 20 mm aufweist. Es versteht sich von selbst, dass aufgrund dieser Krümmung des Kontaktbereichs nicht der gesamte Kontaktbereich mit dem Substrat in Kontakt treten kann. Vielmehr wird je nach Größe des Substrats und Federstellung der Feder lediglich ein sehr kleiner Teil des Kontaktbereichs (beispielsweise ein Kontaktpunkt oder eine Kontaktlinie) mit dem Substrat in Kontakt treten. Mit dem Kontaktbereich wird daher derjenige Teil der Feder bezeichnet, der realistischerweise bei unterschiedlichen Substratgrößen und unterschiedlichen Federpositionen mit einem Substrat in Kontakt treten könnte.In principle, any springs can be used for the centering device, with the two springs that are opposite one another preferably having the same spring stiffness. The springs preferably have a contact area which is intended to come into contact with the substrate, the contact area having a radius of curvature of at least 5 mm, preferably at least 10 mm and particularly preferably at least 20 mm. It goes without saying that due to this curvature of the contact area, the entire contact area cannot come into contact with the substrate. Rather, depending on the size of the substrate and the spring position of the spring, only a very small part of the contact area (for example a contact point or a contact line) will come into contact with the substrate. The contact area therefore designates that part of the spring which could realistically come into contact with a substrate given different substrate sizes and different spring positions.
Während eines entsprechenden Prozessschrittes ist das Substrat mithilfe der gegenüberliegenden Federn in den Substratträger eingespannt und wird durch die Federkräfte der beiden Federn in einer zentrierten Position gehalten. Um jedoch das Substrat in den Substratträger einbringen zu können, sollten die Kontaktbereiche der Federn gegenüber der Kontaktsituation nach außen bewegt sein, um genügend Spielraum für das Einbringen des Substrats zu lassen. Hierfür ist es besonders bevorzugt, dass jede der Federn einen Aufnahmebereich für ein erstes Bewegungselement aufweist und dass die Federn mithilfe der ersten Bewegungselemente nach außen bewegt werden können. Die Bewegungselemente können dabei Teil einer nachfolgend noch detailliert beschriebenen Wechselstation sein, mittels derer die Federn, bevorzugt automatisch, geöffnet und geschlossen werden können.During a corresponding process step, the substrate is clamped in the substrate carrier with the help of the opposite springs and is held in place by the spring forces of the two springs in held in a centered position. However, in order to be able to insert the substrate into the substrate carrier, the contact areas of the springs should be moved outwards relative to the contact situation, in order to leave sufficient leeway for inserting the substrate. For this purpose it is particularly preferred that each of the springs has a receiving area for a first movement element and that the springs can be moved outwards with the aid of the first movement elements. The moving elements can be part of a changing station, described in detail below, by means of which the springs can be opened and closed, preferably automatically.
Erfindungsgemäß kann der Substratträger ferner ein Substrat aufweisen, das in dem Substratträger aufgenommen ist. Bevorzugt weisen die Federn im Kontaktbereich in Richtung der Substratdicke (d.h. senkrecht zur Substratoberfläche) eine Ausdehnung auf, die größer ist als die Dicke des Substrats. Dadurch können beispielsweise Deformationen des Substrats bei Temperaturvariationen kompensiert werden, indem der Kontaktbereich der jeweiligen Feder auch noch mit einem nach oben oder unten verbogenen Substrat in Kontakt treten kann und somit die Zentrierung sichergestellt wird. Bevorzugt beträgt das Verhältnis zwischen der Ausdehnung des Kontaktbereichs und der Dicke des Substrats mindestens 1,5 und besonders bevorzugt mindestens 2. Bevorzugt beträgt die Ausdehnung der Feder im Kontaktbereich in Richtung der Substratdicke mindestens 2 mm, bevorzugt mindestens 3 mm.According to the invention, the substrate carrier can also have a substrate which is accommodated in the substrate carrier. The springs in the contact area preferably have an extension in the direction of the substrate thickness (i.e. perpendicular to the substrate surface) which is greater than the thickness of the substrate. In this way, for example, deformations of the substrate in the event of temperature variations can be compensated for by the contact area of the respective spring also being able to come into contact with a substrate that is bent upwards or downwards, thus ensuring centering. The ratio between the extension of the contact area and the thickness of the substrate is preferably at least 1.5 and particularly preferably at least 2. The extension of the spring in the contact area in the direction of the substrate thickness is preferably at least 2 mm, preferably at least 3 mm.
Je nach Prozess können die Substrate in dem erfindungsgemäßen Substratträger unterschiedlich ausgerichtet sein. Gemäß einer ersten Variante ist das Substrat im Substratträger im Wesentlichen vertikal ausgerichtet, wobei das Substrat an seiner unteren Kante, die sich parallel zur ersten Achse erstreckt, auf dem Substratträger aufliegt. Dabei wird mit einer im Wesentlichen vertikalen Ausrichtung nicht nur eine direkt senkrechte Anordnung umfasst, sondern auch eine gegenüber der perfekt senkrechten Anordnung leicht, d.h. um bis zu +/- 10°, verkippte Ausrichtung. Mit anderen Worten kann das im Substratträger aufgenommene Substrat (bzw. dessen Oberfläche) einen Winkel zwischen 80° und 100° mit der Horizontalen einnehmen. Dadurch dass das Substrat an seiner unteren Kante auf dem Substratträger aufliegt, besteht zwischen der unteren Kante des Substrats und dem Substratträger eine Haftreibungskraft. Es ist bevorzugt, dass eine Dezentrierung des Substrats entlang der ersten Achse um 2 mm, bevorzugt um 1 mm und besonders bevorzugt um 0,5 mm, eine resultierende Kraft der beiden Federn auf das Substrat generiert, die größer ist als diese Haftreibungskraft. Wird also das Substrat um einen entsprechenden Versatz aus der im Hinblick auf den Substratträger zentralen Position verschoben (beispielsweise weil die unterschiedliche Ausdehnung von Substratträger und Substrat während des Erhitzens eine asymmetrische Positionierung des Substrats im Substratträgers nach sich zieht), so ergeben die Federkräfte der beiden Federn eine resultierende Kraft, die groß genug ist, die Haftreibungskraft zwischen Substrat und Substratträger zu überwinden und dementsprechend das Substrat zurück in seine zentrale Lage zu bewegen. Es ist dabei bevorzugt, dass der Haftreibungskoeffizient kleiner als 0,2, bevorzugt kleiner als 0,15 und besonders bevorzugt kleiner als 0,1 ist.Depending on the process, the substrates in the substrate carrier according to the invention can be oriented differently. According to a first variant, the substrate is oriented substantially vertically in the substrate carrier, with the substrate resting on the substrate carrier at its lower edge, which extends parallel to the first axis. In this case, an essentially vertical alignment not only includes a directly vertical arrangement, but also an alignment that is slightly tilted, i.e. by up to +/- 10°, compared to the perfectly vertical arrangement. In other words, the substrate accommodated in the substrate carrier (or its surface) can assume an angle of between 80° and 100° with the horizontal. Due to the fact that the substrate rests on the substrate carrier at its lower edge, there is a static friction force between the lower edge of the substrate and the substrate carrier. It is preferred that a decentering of the substrate along the first axis by 2 mm, preferably by 1 mm and particularly preferably by 0.5 mm, generates a resultant force of the two springs on the substrate that is greater than this static friction force. If the substrate is shifted by a corresponding offset from the central position with regard to the substrate carrier (e.g. because the different expansion of substrate carrier and substrate during heating results in an asymmetrical positioning of the substrate in the substrate carrier), the spring forces of the two springs result a resultant force large enough to overcome the stiction force between the substrate and substrate support and accordingly to move the substrate back to its central position. It is preferred that the coefficient of static friction is less than 0.2, preferably less than 0.15 and particularly preferably less than 0.1.
Wenn der erfindungsgemäße Substratträger beispielsweise im Rahmen eines Beschichtungsprozesses zum Einsatz kommen soll, ist es ferner bevorzugt, dass der Substratträger eine Maskierung zur teilweisen Abdeckung des Substrats aufweist, wobei die Maskierung bevorzugt ein integraler Bestandteil des Substratträgers ist. Liegt eine solche Maskierung vor, ist die Zentrierung des Substrats im Hinblick auf den Substratträger (und dann auch im Hinblick auf die Maskierung) besonders wichtig, da andernfalls in Randbereichen des Substrats durch die Maskierung womöglich zu große oder zu kleine Ränder abgedeckt werden.If the substrate carrier according to the invention is to be used, for example, as part of a coating process, it is also preferred that the substrate carrier has a mask to partially cover the substrate, the mask preferably being an integral part of the substrate carrier. If such a masking is present, the centering of the substrate with regard to the substrate carrier (and then also with regard to the masking) is particularly important, since otherwise the masking may cover edges that are too large or too small in the edge areas of the substrate.
An dem Substratträger können ferner mehrere Verschlussvorrichtungen vorgesehen sein, die dazu geeignet sind, das Substrat in dem Substratträger formschlüssig und kraftfrei zu halten. Bevorzugt ist an jeder Kante des Substrats mindestens eine solche Verschlussvorrichtung vorgesehen.Furthermore, several locking devices can be provided on the substrate carrier, which are suitable for holding the substrate in the substrate carrier in a form-fitting and force-free manner. At least one such closure device is preferably provided on each edge of the substrate.
Um das Substrat nicht nur entlang einer ersten Achse zu zentrieren sondern in Bezug auf zwei, bevorzugt senkrecht zueinander angeordnete Achsen, weist der Substratträger bevorzugt eine weitere Zentriervorrichtung auf, die dazu geeignet ist, das Substrat entlang einer zweiten Achse zu zentrieren, wobei die weitere Zentriervorrichtung zwei Paare aneinander gegenüberliegender, nach innen vorgespannter Federn aufweist. Die weitere Zentriervorrichtung und deren Federn weisen bevorzugt dieselben Merkmale auf, die oben im Hinblick auf die erste Zentriervorrichtung und deren Federn diskutiert wurden. Es ist jedoch bevorzugt, dass die weitere Zentriervorrichtung im Gegensatz zur ersten Zentriervorrichtung zwei Paare einander gegenüberliegender, nach innen vorgespannter Federn, d.h. insgesamt vier Federn, aufweist. So soll vermieden werden, dass sich das Substrat gegenüber dem Substratträger verdreht bzw. verkantet. Das Vorsehen zweier Zentriervorrichtungen mit insgesamt sechs Federn ist insbesondere von Vorteil, wenn das Substrat im Substratträger im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, wobei das Substrat an seinen seitlichen Rändern auf dem Substratträger aufliegt. Auch hier wird keine perfekte horizontale Ausrichtung verlangt, sondern vielmehr eine Abweichung von bis zu 20° von der horizontalen Ausrichtung toleriert.In order to center the substrate not only along a first axis but in relation to two axes, preferably arranged perpendicular to one another, the substrate carrier preferably has a further centering device which is suitable for centering the substrate along a second axis, the further centering device two pairs of opposed inwardly biased springs. The further centering device and its springs preferably have the same features discussed above with regard to the first centering device and its springs. It is preferred, however, that the further centering device, in contrast to the first centering device, has two pairs of opposite springs that are prestressed inwards, ie a total of four springs. This is to prevent the substrate from twisting or tilting relative to the substrate carrier. The provision of two centering devices with a total of six springs is particularly advantageous if the substrate is aligned essentially horizontally in the substrate carrier, with the substrate resting on the substrate carrier at its lateral edges. Again, perfect horizontal alignment is not required, but rather tolerates a deviation of up to 20° from the horizontal alignment.
Analog zur vertikalen Ausrichtung, die oben diskutiert wurde, besteht bei der horizontalen Ausrichtung zwischen den seitlichen Rändern des Substrats und dem Substratträger eine Haftreibungskraft, wobei bevorzugt eine Dezentrierung des Substrats entlang der ersten Achse oder der zweiten Achse um 2 mm, bevorzugt um 1 mm und besonders bevorzugt um 0,5 mm, eine resultierende Kraft der entsprechenden Federn auf das Substrat generiert, die größer ist als die Haftreibungskraft. Auch hier ist der Haftreibungskoeffizient bevorzugt kleiner als 0,2, stärker bevorzugt kleiner als 0,15 und besonders bevorzugt kleiner als 0,1.Analogously to the vertical alignment discussed above, in the horizontal alignment there is a static friction force between the lateral edges of the substrate and the substrate support, with the substrate preferably being decentered along the first axis or the second axis by 2 mm, preferably by 1 mm and particularly preferably around 0.5 mm, a resultant force of the corresponding springs generated on the substrate, which is greater than the static friction force. Here too, the coefficient of static friction is preferably less than 0.2, more preferably less than 0.15 and particularly preferably less than 0.1.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Wechselstation mit einem Substratträger wie oben beschrieben. Die Wechselstation ist dazu eingerichtet, die Substrate in dem Substratträger auszuwechseln, d.h. Substrate in dem Substratträger einzubringen und diese nach dem jeweiligen Prozess wieder aus dem Substratträger zu entnehmen. Wie bereits oben diskutiert weist bevorzugt jede der Federn einen Aufnahmebereich für ein erstes Bewegungselement auf. Entsprechend weist die Wechselstation zwei oder mehr erste Bewegungselemente auf, die dazu geeignet sind, die Federn nach außen zu bewegen. Dies erfolgt bevorzugt automatisch, beispielsweise mithilfe eines Aktuators der Wechselstation. The present invention also relates to a changing station with a substrate carrier as described above. The changing station is set up to exchange the substrates in the substrate carrier, i.e. to insert substrates into the substrate carrier and to remove them from the substrate carrier after the respective process. As already discussed above, each of the springs preferably has a receiving area for a first movement element. Correspondingly, the changing station has two or more first movement elements that are suitable for moving the springs outwards. This preferably takes place automatically, for example with the aid of an actuator in the changing station.
Ferner kann die Wechselstation mehrere Verschlussvorrichtungen aufweisen, die dazu geeignet sind, das Substrat in dem Substratträger formschlüssig und kraftfrei zu halten. Auch diese Verschlussvorrichtungen können, bevorzugt automatisch, beispielsweise mithilfe eines Aktuators, bewegt werden.Furthermore, the changing station can have a number of locking devices which are suitable for holding the substrate in the substrate carrier in a form-fitting and force-free manner. These closure devices can also be moved, preferably automatically, for example with the aid of an actuator.
Die vorliegende Erfindung richtet sich ferner auf ein Verfahren zum Behandeln eines Substrats. Erfindungsgemäß wird zunächst ein Substrat in einen Substratträger wie oben beschrieben eingebracht, bevorzugt unter Zuhilfenahme der oben diskutierten Wechselstation. Anschließend wird das Substrat, während es sich im Substratträger befindet, behandelt, beispielsweise erhitzt, gereinigt, poliert, beschichtet, bestückt, etc.The present invention is also directed to a method of treating a substrate. According to the invention, a substrate is first introduced into a substrate carrier as described above, preferably with the aid of the changing station discussed above. The substrate is then treated while it is in the substrate carrier, for example heated, cleaned, polished, coated, populated, etc.
Vor dem Einbringen des Substrats in den Substratträger werden die Federn der Zentriervorrichtung, bevorzugt automatisch, nach außen bewegt. Falls der Substratträger die oben diskutierten Verschlussvorrichtungen aufweist, die dazu geeignet sind, das Substrat in dem Substratträger formschlüssig und kraftfrei zu halten, so werden bevorzugt vor dem Einbringen des Substrats in den Substratträger auch die Verschlussvorrichtungen, bevorzugt automatisch, geöffnet. In diesem Zustand, d.h. mit geöffneten Verschlussvorrichtungen und nach außen bewegten Federn, kann das Substrat problemlos in den Substratträger eingebracht werden. Nach dem Einbringen des Substrats werden dann die Federn der Zentriervorrichtung, bevorzugt automatisch, nach innen bewegt und gegebenenfalls die Verschlussvorrichtungen, bevorzugt automatisch, geschlossen. Das Substrat wird dann formschlüssig und kraftfrei in dem Substratträger gehalten und durch die Federn der Zentriervorrichtung in einer mittigen Lage positioniert. In diesem Zustand kann dann die Behandlung des Substrats erfolgen.Before the substrate is introduced into the substrate carrier, the springs of the centering device are moved outwards, preferably automatically. If the substrate carrier has the closure devices discussed above, which are suitable for holding the substrate in the substrate carrier in a form-fitting and force-free manner, the closure devices are preferably also opened, preferably automatically, before the substrate is introduced into the substrate carrier. In this state, i.e. with the closure devices open and the springs moved outwards, the substrate can be introduced into the substrate carrier without any problems. After the substrate has been introduced, the springs of the centering device are then moved inwards, preferably automatically, and the closure devices are optionally closed, preferably automatically. The substrate is then held positively and force-free in the substrate carrier and positioned in a central position by the springs of the centering device. The substrate can then be treated in this state.
Nach dem Prozessschritt (oder gegebenenfalls mehreren Prozessschritten) wird das Substrat wieder aus dem Substratträger entnommen. Sowohl das Einbringen als auch die Entnahme des Substrats erfolgt bevorzugt mit der oben diskutierten Wechselstation.After the process step (or optionally several process steps), the substrate is removed from the substrate carrier again. Both the introduction and the removal of the substrate are preferably carried out using the changing station discussed above.
Analog zum Vorgang des Einbringens werden vor dem Entnehmen des Substrats die Federn der Zentriervorrichtung, bevorzugt automatisch, nach außen bewegt und die optionalen Verschlussvorrichtungen vor dem Entnehmen des Substrats, bevorzugt automatisch, geöffnet.Analogously to the insertion process, before the substrate is removed, the springs of the centering device are moved outwards, preferably automatically, and the optional closure devices are opened, preferably automatically, before the substrate is removed.
Wie oben bereits erwähnt wurde, ist die Erfindung besonders vorteilhaft, wenn sich der Substratträger und das Substrat beim Erwärmen oder Abkühlen unterschiedlich verhalten. Es ist daher bevorzugt, dass der Substratträger und/oder das Substrat zwischen dem Einbringen des Substrats und dem Behandeln des Substrats und/oder während dem Behandeln des Substrats von einer ersten Temperatur auf eine zweite Temperatur erhitzt wird/werden. Dabei liegt die erste Temperatur bevorzugt in einem Bereich unter 100°C, stärker bevorzugt unter 80°C und besonders bevorzugt unter 70°C und die zweite Temperatur bevorzugt in einem Bereich über 120°C, stärker bevorzugt über 150°C und besonders bevorzugt über 180°C.As already mentioned above, the invention is particularly advantageous if the substrate carrier and the substrate behave differently when heated or cooled. It is therefore preferred that the substrate carrier and/or the substrate is/are heated from a first temperature to a second temperature between the introduction of the substrate and the treatment of the substrate and/or during the treatment of the substrate. The first temperature is preferably in a range below 100°C, more preferably below 80°C and particularly preferably below 70°C and the second temperature is preferably in a range above 120°C, more preferably above 150°C and particularly preferably above 180°C.
Zwischen dem Einbringen des Substrats in den Substratträger und dem Behandeln des Substrats und/oder während dem Behandeln des Substrats wird das Substrat bevorzugt mit mehreren Verschlussvorrichtungen formschlüssig und kraftfrei in dem Substratträger, bevorzugt automatisch, gehalten.Between the introduction of the substrate into the substrate carrier and the treatment of the substrate and/or during the treatment of the substrate, the substrate is preferably held in the substrate carrier, preferably automatically, with a plurality of locking devices in a form-fitting and force-free manner.
Gemäß einer ersten Variante kann das Substrat während dem Behandlungsschritt und bevorzugt auch beim Einbringen des Substrats in den Substratträger und/oder beim Entnehmen des Substrats aus dem Substratträger im Wesentlichen vertikal ausgerichtet sein. In diesem Fall befindet sich die Zentriervorrichtung bevorzugt in der unteren Hälfte und besonders bevorzugt im unteren Drittel des Substrats. Es ist ferner bevorzugt, dass dann bei dem Schritt des Einbringens des Substrats in den Substratträger und/oder beim Schritt des Entnehmens des Substrats aus dem Substratträger im Wesentlichen keine Reibungskräfte zwischen dem Substrat und dem Substratträger wirken. Dies kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass das Substrat beim Einbringen in den Substratträger in Bezug auf eine durch den Substratträger definierte Ebene geneigt derart in den Substratträger eingebracht wird, dass zunächst die Unterkante des Substrats auf einer unteren Seite des Substratträgers aufliegt und anschließend das Substrat, bevorzugt reibungsfrei, in die Ebene des Substratträgers gekippt wird. Dies erfolgt bevorzugt mittels eines Roboters. Dabei kann eine relativ kleine Neigung des Substrats in Bezug auf die durch den Substratträger definierte Ebene ausreichend sein, beispielsweise ein Winkel von mindestens 1°, bevorzug mindestens 5° oder besonders bevorzug mindestens 15°. Analog ist es bevorzugt, dass beim Entnehmen des Substrats aus dem Substratträger das Substrat zunächst aus der durch den Substratträger definierten Ebene herausgekippt wird, sodass nur noch die Unterkante des Substrats auf einer unteren Seite des Substratträgers aufliegt, und anschließend das Substrat im geneigten Zustand, bevorzugt reibungsfrei, entnommen wird. Auch dies erfolgt bevorzugt mittels eines Roboters.According to a first variant, the substrate can be oriented essentially vertically during the treatment step and preferably also when the substrate is introduced into the substrate carrier and/or when the substrate is removed from the substrate carrier. In this case, the centering device is preferably located in the lower half and particularly preferably in the lower third of the substrate. It is also preferred that then at which Step of introducing the substrate into the substrate carrier and / or in the step of removing the substrate from the substrate carrier essentially no frictional forces act between the substrate and the substrate carrier. This can be achieved, for example, in that when the substrate is introduced into the substrate carrier, it is introduced into the substrate carrier inclined in relation to a plane defined by the substrate carrier in such a way that the lower edge of the substrate first rests on a lower side of the substrate carrier and then the substrate, preferably without friction, is tilted into the plane of the substrate carrier. This is preferably done using a robot. A relatively small inclination of the substrate in relation to the plane defined by the substrate carrier can be sufficient, for example an angle of at least 1°, preferably at least 5° or particularly preferably at least 15°. Analogously, it is preferred that when the substrate is removed from the substrate carrier, the substrate is first tilted out of the plane defined by the substrate carrier, so that only the lower edge of the substrate rests on a lower side of the substrate carrier, and then the substrate is preferably in the inclined state frictionless, is removed. This is also preferably done by means of a robot.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Diese zeigen:
- -
1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Substratträger gemäß einer bevorzugten Ausführungsform; - -
2 die Feder einer erfindungsgemäßen Zentriervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in der offenen Stellung; - -
3 die Feder gemäß2 in der geschlossenen Stellung; - -
4 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Substratträgers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform; - -
5 eine Detailansicht zu 4 ; - -
6 eine Ansicht analog zur5 , jedoch mit versetztem Substrat; - -
7 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Substratträger gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform; - -
8 eine perspektivische Ansicht der Bewegungselemente für eine Zentriervorrichtung einer erfindungsgemäßen Wechselstation gemäß einer bevorzugten Ausführungsform; - -
9 eine perspektivische Ansicht der Bewegungselemente für eine Verschlussvorrichtung einer Wechselstation gemäß einer bevorzugten Ausführungsform; - -
10 einen vertikalen Querschnitt durch ein Substrat im Substratträger gemäß einer bevorzugten Ausführungsform; und - -
11 einen vertikalen Querschnitt durch das Substrat gemäß10 während der Entnahme.
- -
1 a plan view of a substrate carrier according to the invention according to a preferred embodiment; - -
2 the spring of a centering device according to the invention according to a preferred embodiment in the open position; - -
3 the pen according to2 in the closed position; - -
4 a cross-sectional view of a substrate carrier according to the invention according to a preferred embodiment; - -
5 adetailed view 4 ; - -
6 a view analogous to5 , but with offset substrate; - -
7 a plan view of a substrate carrier according to the invention according to a further preferred embodiment; - -
8th a perspective view of the moving elements for a centering device of a changing station according to the invention according to a preferred embodiment; - -
9 a perspective view of the movement elements for a locking device of a changing station according to a preferred embodiment; - -
10 a vertical cross section through a substrate in the substrate carrier according to a preferred embodiment; and - -
11 according to a vertical cross-section through the substrate10 during the extraction.
In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist das Substrat 2 im Substratträger 1 im Wesentlichen vertikal ausgerichtet, sodass das Substrat 2 an seiner unteren Kante, die sich parallel zur ersten Achse zwischen den beiden Federn 3 erstreckt, auf dem Substratträger 1 aufliegt. Bei einer solchen Anordnung ist die vertikale Ausrichtung des Substrats 2 in Bezug auf den Substratträger 1 eben dadurch definiert, dass das Substrat 2 an seiner unteren Kante auf dem Substratträger aufliegt. Eine Zentrierung erfolgt lediglich in horizontaler Richtung, d.h. entlang der zwischen den beiden Federn 3 verlaufenden ersten Achse. Dafür sind mindestens zwei einander gegenüberliegende Federn 3 an den jeweiligen vertikalen Seitenkanten des Substrats 2 erforderlich, die bevorzugt auf jeweils derselben Höhe in Bezug auf die Unterkante des Substrats 2 angeordnet sind. Bevorzugt befinden sich die Federns 3 der Zentriervorrichtung in der Nähe der Unterkante, wie in
In den
Sobald das Substrat 2 in den Substratträger 1 eingebracht wurde, wird der Stift 9a entlang des Langlochs 8 auf einer Kreisbahn nach links bewegt (vgl.
Dabei ist in
In
Ein entsprechender Aktuator 13 und entsprechende Eingriffselemente oder Stifte 12a und 12b können für das Öffnen und Schließen der Verschlussvorrichtungen 4 vorgesehen sein (vgl.
Der Vorteil dieses Merkmals wird in
Der erfindungsgemäße Substratträger ermöglicht unter anderem eine reibungsfreie Entnahme eines Substrats aus dem Substratträger, was anhand der schematischen Querschnittsansichten der
Anstelle einer vertikalen Ausrichtung des Substrats kann das Substrat auch im Wesentlichen horizontal im Substratträger ausgerichtet sein, wie dies beispielhaft in
In den dargestellten bevorzugten Ausführungsformen sind die Federn als Blattfedern ausgeführt. Es können jedoch auch andere Federtypen im Kontext der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Es ist jedoch bevorzugt, dass die Feder durch einfaches Aufstecken leicht montierbar und demontierbar ist.In the preferred embodiments shown, the springs are designed as leaf springs. However, other types of springs can also be used in the context of the present invention. However, it is preferred that the spring can be easily assembled and disassembled by simply plugging it on.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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